刘家昊，章小梅

（海军航空大学青岛校区，山东 青岛 266041）

超短波干扰压制区是实施通信干扰时的重要战术参数，以往该区域的选择是通过以往通信对抗演习实例或各种实验数据获得，是一种经验性数据而不是系统的理论所得，因此在实际应用中不利于作战效能的发挥[1]。超短波通信干扰压制区的快速估算是通信指挥人员评估通信态势的重要组成部分，而态势评估可以为作战过程提供有效决策信息的支撑，未来作战态势瞬息万变，准确高效信息的提供将会有助于快速调整通信过程的组织及运转参数[2]。目前超短波干扰压制区的估算仅有一些经验公式，但在目前并没有表现为一个高效快速的估算流程[3]。文中根据海军航空兵作战特点，结合海陆相间的信号传播环境，研究了一种完整而简洁的估算流程。

1 场强影响因素及计算方法

依照海军航空兵演习或作战的特点，通信双方可设置为海上空域巡逻战机及地面通信站，干扰方可考虑近海的地面干扰源，由于文中研究为海上作战环境，相关参数设置如下。

表1 传播介质参数

超短波的传播方式有视距传播与超视距传播，其中超视距传播是指对流层散射传播[4]。该传播方式利用了低空对流层的不均匀介质团电波的散射特性[5]。对于实际作战通信来说，超短波受低空对流层不均匀性的影响以及自然现象中云雾雨等引起的噪声和吸收也较小[6]，因此实际应用中往往使用视距传输的方式，即依靠收发天线间电波的直线传播。

假定信号在自由空间传播，该过程中不会有能量损耗，且不考虑方向性问题。

即S=Pt+Gt-20lgr-71，其中S为功率密度，单位：W/m2；Pt为辐射功率，单位：dBW；Gt为发射天线增益，单位：dB；r为传播路径距离，单位：km。

又因为η0=120π，故E=S+145.8，此时信号场强为E=74.8+Pt+Gt-20lgr。

当信号在真实空间（海上作战环境）传播时，除考虑直达波传播规律外，还有以下几个影响参数：

1）A为传播衰减因子，单位：dB，考虑地面反射，此时接收点场强为直达波与地面或海面反射波的叠加[7]，见图 1。

图1 平滑地面的反射

故接收点处场强叠加波场强为：

故传播损耗因子为：

对于不满足反射条件的传播，A=0。

2）Ag为大气吸收衰减因子，单位：dB。该因子主要为氧气和水汽吸收的总衰减，大气中的水汽和氧气主要分布在低层大气中[10]，但其密度是分布随机的，通常会随高度升高而降低[11]，因此要引入等效高度的概念，同时还要考虑仰角、温度等因素的影响。

γ0、γw为氧气和水汽的衰减率；Δγ0为氧气衰减修正，单位：dB/km；Δγw为水汽衰减修正，单位：dB/km；h0为氧气吸收等效高度，单位：km；hw为水汽吸收等效高度，单位：km；hs为地球海拔高度，单位：km；θ为仰角，单位：°；t为地面气温，单位：℃；ρ为地面水汽密度，单位：g/m3；re为等效地球半径，单位：km；k为年平均等效地球半径因子。地面水汽密度与地面气温需根据海域情况进行选取。

3）云雾衰减 A1，单位：dB，如式（6）所示。

表2 云雾参数

4）A2为绕射损耗，单位：dB，在超短波通信过程中，如果第一菲涅尔椭球内的超短波信号被地面或地物遮挡，那么将发生绕射现象。由于损耗与遮挡物的电气特性、大小形状以及射线距遮挡物的高度有关[13]，因此当物体发生绕射时，应判断有一种或哪几种遮挡物，进而计算绕射损耗。飞机在飞行时，由于自身机位的变化有时会遮挡通信信号的收发，从而影响通信效果，也可以看成近点绕射问题。

5）海陆传播：在实际作战中，往往会碰到超短波信号在几种不同性质的地面上传播的问题[14]。例如：陆地-海洋的突变，因此必须考虑计算方法。

图2 两段不同性质地面传播示意图

如图2所示，AB与BC段大地的相对介电系数与大地电导率不同，因此是两种大地介质，计算A点发出至C点的场强可考虑分段计算。

结合文中所述损耗及自由空间场强计算可知：

2 海上干扰压制区的估算

根据环境不同，当超短波通信的干扰压制系数为2～4 dB时可压制通信过程，通过模拟实验的方法[18]，利用所设计估算流程进行验证，考虑天线的方向性问题，参数设置如表3所示。

表3 通信参数

此时干扰区域天气为高层云，通信区域天气为中雾，可知通信距离及干扰压制距离分别为194 km、257 km，可求得在该环境下的干扰压制系数。

此时恰好压制超短波通信过程，且符合干扰压制系数的压制范围，故文中所设计流程具有一定可行性。

结合场强计算公式，干扰压制区估算流程如下所示：

1）计算自由空间内某一确定点的场强；

2）考虑海上作战特点与环境参数，结合超短波通信传播的特点，计算路径传播过程中的衰减；

3）分别计算接收点以及通信发射点的干扰与通信场强，进而利用有效干扰条件计算干扰压制距离，求出干扰压制区。

图3 干扰压制区估算流程图

3 结 论

文中超短波干扰压制区域的计算涉及了电波传播理论，以电场强度的形式对有效干扰进行描述，与以功率比为判别条件的通信干扰方程有所不同[19]。利用场强可以对传播路径上某一点处能量变化进行细致的分析与考虑，对影响因素进行更细致、准确的估算。利用文中设计的估算方法可快速估算海上作战或陆海结合环境下干扰压制区域的范围，对海上作战环境下实时态势的获取以及快速作出指挥判决具有重要意义。